WO1991014358A2 - Verfahren zur herstellung von torfersatz, anlage zur durchführung dieses verfahrens, trockenvorrichtung, anwendung des verfahrens und nach diesem verfahren hergestellter torfersatz - Google Patents

Verfahren zur herstellung von torfersatz, anlage zur durchführung dieses verfahrens, trockenvorrichtung, anwendung des verfahrens und nach diesem verfahren hergestellter torfersatz Download PDF

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WO1991014358A2
WO1991014358A2 PCT/CH1991/000062 CH9100062W WO9114358A2 WO 1991014358 A2 WO1991014358 A2 WO 1991014358A2 CH 9100062 W CH9100062 W CH 9100062W WO 9114358 A2 WO9114358 A2 WO 9114358A2
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peat
drying
digestion
substitute
tsp
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Gerhard Baumann
Franz Penningsfeld
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Iup, Institut Für Umweltpflege Ag
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G24/00—Growth substrates; Culture media; Apparatus or methods therefor
    • A01G24/20—Growth substrates; Culture media; Apparatus or methods therefor based on or containing natural organic material
    • A01G24/22—Growth substrates; Culture media; Apparatus or methods therefor based on or containing natural organic material containing plant material
    • A01G24/23—Wood, e.g. wood chips or sawdust
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G24/00—Growth substrates; Culture media; Apparatus or methods therefor
    • A01G24/10—Growth substrates; Culture media; Apparatus or methods therefor based on or containing inorganic material
    • A01G24/12—Growth substrates; Culture media; Apparatus or methods therefor based on or containing inorganic material containing soil minerals
    • A01G24/15—Calcined rock, e.g. perlite, vermiculite or clay aggregates

Definitions

  • the present invention relates to the production of high quality peat substitute from organic material, in particular wood material.
  • organic material in particular wood material.
  • peat bog that has hitherto generally been used for the production of humus fertilizers, horticultural soils and peat culture substrates, because the bog mining and peat use for these purposes will be prevented in the future for environmental and nature conservation reasons Need to become.
  • this is possible using wood waste that is otherwise hardly usable.
  • peat substitutes various products are still used as "peat substitutes". This applies, for example, to plastic granules, rice husks, bark compost, coconut fibers, sawdust, wood shavings, etc.
  • peat substitutes plastic granules, rice husks, bark compost, coconut fibers, sawdust, wood shavings, etc.
  • none of the products recommended hitherto has all the essential characteristics of little decomposed bog peat, namely low pH, nutrient content, low microbiological activity, freedom of pathogens, high content of valuable organic substance, adsorption capacity and good resistance to degradation, as is the case with the wood fiber produced by the described method.
  • the inventive method emerges from claim 1. It has proven advantageous for various reasons to produce the material in a thermal screw press, for example in accordance with PCT / CH 83/00059 (hereinafter referred to as TSP for short). In this way, an optimal physical preparation of the material is achieved and at the same time there is deep impregnation with various additives. These auxiliaries, such as mineral dust, increase the friction between the often smooth, moist raw material and the screws of the TSP. and improve others- on the one hand, if they are pressed or incorporated into the fiber material, its physical, chemical or biological properties in the long term, whereby it can be optimally adjusted for the intended purpose. The individual options will be discussed later.
  • TSP thermal screw press
  • Claim 9 relates to the system according to the invention and specifies which parts of the system are preferably present, but can be used in any combination.
  • the center of the system is again the TSP twin-screw processing system, which can be connected upstream and downstream of certain units in order to optimally prepare and treat the material to be processed.
  • the plant is location-independent, especially with regard to the digestion of the material. Above all, use in developing countries or wherever organic, fibrous substances are still destroyed by combustion is possible and sensible.
  • the end product can preferably be dried to a moisture content of 20-45%.
  • the type of disintegration of the material enables advantageous predrying, which can be carried out by a drying device, e.g. B. a belt dryer or cyclone can be added.
  • a drying device according to the invention is described in claim 12.
  • a siloarti- 'ger drying room is provided in which the material enters from above and is discharged below.
  • Such a drying device is simple in construction and economical in operation, as will be explained in more detail.
  • the invention also relates to a special application of the method described above or of the one produced Peat substitute according to claim 15.
  • This particular application allows excessively decomposed, weakly structured types of peat, in particular black peat, the storage and use of which is problematic, to be significantly upgraded by adding a product to these peat by adding the fiber material according to the invention ⁇ stands that largely corresponds to common peat.
  • the mixture of peat and fiber material can in particular be dried in the drying device described above and then packaged, pressed or transported and stored like normal peat.
  • the invention further relates to a peat substitute according to claims 16 to 18.
  • the system shown has a schematically indicated raw material store 1, from which the raw material can be fed to a mixing device 2.
  • a mixing device 2 For different types of raw materials can be mixed with each other and auxiliary materials can be added.
  • the material then passes into a metering and dosing device 4, the transport between the system parts 1, 2 and 4 being carried out by means of a shovel loader 3.
  • the material From the metering and dosing device 4, the material reaches the feed hopper 5 of a TSP 6 thermal screw press by means of a conveyor belt or similar transport device.
  • the material is crushed and ground in this TSP between two oppositely driven screws which interlock with little play and enter and enter frayed condition from the system. There can also be more than two, in particular four, screws. be that.
  • adjustable baffle plates or another corresponding device which allow the passage to be regulated and by means of which it can thus be determined how long the material remains in the TSP and how intensively it is consequently treated and disrupted, the heating of the Material plays an important role due to the mechanical processing. Depending on requirements, heating or cooling can be provided to control the heating of the material.
  • the emerging material then arrives at a vibrating sieve 7, through which material particles of the desired dimensions pass, while coarse parts are conveyed back to the entrance of the TSP in order to be additionally broken down and crushed. Parts that are too coarse can also be sent directly to another suitable recycling facility.
  • the screened material is then fed to a scraper combination 8 and then reaches the drying device 9.
  • the material entering the drying device is conveyed from above into a silo-like drying room 11 by a conveyor 10, where it is distributed evenly on the top by a distribution device 12 ⁇ surface of a material stack 13 located in the drying room is distributed.
  • This stack of materials lies on an air-permeable floor and can be discharged there by a discharge device (not shown).
  • the dry air circulates in a closed circuit and reaches a multi-stage condenser 14 from the top of the drying room. In this condenser there are several condensers connected in series with respect to the air passage and spaced from one another.
  • cooling elements in which the air passing through is cooled and the moisture therein is partially condensed.
  • the arrangement of several individual cooling elements or condensers has the advantage that these elements can only be made relatively short in the direction of air passage and can therefore be cleaned relatively easily. It is to be expected that the drying of the disintegrated fiber material will entail considerable dust which cannot be completely absorbed in a filter 15.
  • the cooling elements or capacitors 14 are cooled by a heat pump, which is used to heat air heaters 16.
  • a fan 17 circulates the dry air, whereby it passes through a line 18 into the space 19 below the stack 13.
  • the system is equipped with sensors that measure the air temperature below and above the material stack 13. If the difference in the measured temperatures is small, which indicates a low level of evaporation in the material, the circulated air volume is throttled, while it is increased when there is a large temperature difference in order to adapt the drying effect to the demand.
  • the air entering the drying room is set to a certain temperature and relative humidity, with which the moisture content in the lowest layers of the material 13 can be determined if only the residence time of the material in the drying plant is sufficiently long. As mentioned, this dwell time can be between 3 and 12 hours.
  • a further system part 22 can be provided in which bales of material are packed in plastic films, whereupon these bales are brought into a warehouse 23.
  • a controlled, regular product can be obtained from chemically and physically inconsistent products, for example wood chips of different grain sizes, by specific pretreatment, in particular by determining the size of the particles.
  • An ideal size of the chips or chips for example, has a length of 5 to 30 mm, a width of 10 to 20 mm and a thickness of 5 to 10 mm.
  • the structure or the size and the mechanical properties of the particles are largely decisive for the treatment effect during the production process, whereby short chips generally have a finer, consistent structure of the end product, longer chips, on the other hand, sometimes also give long-fiber products with a coarse fiber content.
  • the material can be sorted by sieving and also by targeted comminution.
  • the raw material can also be mixed with dry or moist additives, which create purely mechanically favorable conditions for the subsequent digestion in the TSP, for example by drying and / or roughening the surface. It is also possible to heat and sterilize the raw material in the TSP before digestion.
  • Spruce wood, fir wood, poplar wood, reducing chips, peeling chips, chips are preferred made of chopped wood, debarked tree sections, shrub cuttings and partly clean paper sludge are used as raw materials, whereby reducing chips can be used to advantage when cutting trees.
  • These reducing chips and poplar wood have fibers that are resistant to biodegradation, which is desirable for the production of peat substitutes.
  • the chemical and in some cases also mechanical properties can be influenced by admixing various auxiliary substances, in particular rock flour, clay minerals, main and trace nutrients, charcoal, activated carbon, brown and hard coal, sand, acids, alkalis, dyes, antifungal agents Agents, growth-promoting agents, wetting agents, fertilizers, pesticides, stabilizers, odor inhibitors, fragrances, trace elements, pH regulators and the like.
  • auxiliary substances in particular rock flour, clay minerals, main and trace nutrients, charcoal, activated carbon, brown and hard coal, sand, acids, alkalis, dyes, antifungal agents Agents, growth-promoting agents, wetting agents, fertilizers, pesticides, stabilizers, odor inhibitors, fragrances, trace elements, pH regulators and the like.
  • Biologically active substances can also be added, for example bacterial cultures, if the material is subsequently to be fed to the composting facility.
  • a particularly important aspect of the invention now consists in the fact that not only is the starting material intensified in the selected TSP, but that this material or the fibers or flakes formed in the TSP are kneaded, crushed, heated intensively between the two screws and be properly impregnated or vaccinated with the additives or additives. So there is an extremely intensive treatment of the fiber material with the auxiliaries, which results in particularly favorable conditions for further treatment and an optimal end product.
  • the end product can be influenced qualitatively, because an intensive, permanent connection of raw materials with auxiliary substances and active substances is achieved. Fertilization recommendations can largely be taken over by the peat culture, ie the prerequisites for the formulation of recipes and fertilization recommendations similar to that of natural peat. Accordingly, the experience gained there can largely be transferred to the wood fiber obtained by the present method, specifically adapted to the intended use with precisely metered amounts of auxiliaries and uniform machine incorporation.
  • the resistance to degradation and the wettability of the wood fiber can also be increased or regulated by means of specifically acting additives.
  • additives u. a. various clay minerals, finely ground rock powder, pearlite, vermiculite, etc. are taken into account.
  • the nature of the end product ie the digestion of the raw material and its impregnation or inoculation with auxiliary substances, depends on the water content of the raw materials. It has been shown that a water content between 45 and 60% with optimally rough, non-slip surface can achieve optimal results.
  • the degree of digestion can be adjusted by the time the material remains in the TSP or the use of additional pairs of screws, which results in better digestion and greater heating.
  • Structural corrections can also be achieved by sieving.
  • the material can also be sterilized before digestion, but it is generally possible to achieve partial sterilization by heating in the TSP.
  • the temperature can be raised to over 100 ° C. This heating of the digested product contributes among other things to the subsequently desired drainage thereof, the material on the vibrating screen 7 being able to cool down and evaporate.
  • the evaporation can be intensified by ventilation by means of fans, longer conveyor belts or large drop heights and the like.
  • the wood fiber can be dyed during the production process in such a way that it hardly differs from the natural peat.
  • absorbent material for example cellulose fibers, waste paper, cotton, clay or loam and the like, can be added before or after digestion.
  • the plant shown can also be used to great advantage in the production of compost.
  • a proportion of more woody raw materials can also be used.
  • This application also shows that the preparation in the TSP mentioned is of great advantage.
  • the resulting surface available for biodegradation is much larger after digestion than in the case of conventional pretreatments, such as shredding. Of great importance, however, is the possibility detailed above to impregnate or inoculate the organic raw materials extremely intensively and evenly with auxiliary substances during the digestion in the TSP.
  • the decomposition of the digested material takes place optimally at a humidity of 45 - 55%. This moisture can already be achieved by simply evaporating the material after leaving the TSP, but the drying device 9 can also be used to bring the material to the optimum moisture content for a rental arrangement. After rotting has taken place, the compost can also advantageously be dried by means of the drying installation 9 and packed in sacks. Mixed products can also be used are made by z. B. peat substitute produced according to the invention is mixed with compost, dried and packaged.
  • Auxiliaries and additives can in principle at any suitable point in the plant, before or after the TSP, z. B. are continuously fed or mixed directly with the material to be digested at the entrance to the TSP.
  • Certain aggregates, e.g. B. Compost can be added before or after the vibrating screen 7.

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Abstract

Organisches Material, insbesondere Holz und verholzte Pflanzenteile, werden in einer Thermo-Schneckenpresse (6) intensiv zerquetscht, zerfasert, erhitzt und physikalisch aufgeschlossen, wobei gleichzeitig eine Imprägnierung mit vorher zugesetzten Hilfsstoffen erfolgt. Das so präparierte Material hat torfähnliches Aussehen und weist optimale physikalische, chemische und biologische Eigenschaften zur Verwendung als Torfersatz und Substratkomponente auf. Es eignet sich u. a. als Zuschlagstoff zur physikalischen Verbesserung von stark zersetzten Torfen und zur Streckung und besseren Belüftung von Torf und auf Torfbasis hergestellten Kultursubstraten. Bei Beimpfung mit geeigneten Pilzen bzw. Mikroorganismen ist es zudem hervorragend zur Mykorrhizierung von mykotrophen Pflanzen und als Zuschlagstoff zur Herstellung hochwertiger Komposte verwendbar.

Description

Verfahren zur Herstellung von Torfersatz, Anlage zur Durchführung dieses Verfahrens, Trockenvorrichtung, Anwendung des Verfahrens und nach diesem Verfahren hergestellter Torfersatz
Die vorliegende Erfindung betrifft die Herstellung von hochwertigem Torfersatz aus organischem Material, insbesondere verholztem Material. Es geht dabei insbe¬ sondere darum, den zur Herstellung von Humusdüngern, gärtnerischen Erden und Torfkultursubstraten bisher in der Regel noch verwandten Hochmoortorf durch gleich¬ wertiges Material zu ersetzen, weil Moorabbau und Torfverwendung für diese Zwecke aus Umwelt- und Natur¬ schutzgründen in Zukunft unterbunden werden müssen. Mit Hilfe des beschriebenen Verfahrens ist dies unter Verwendung von anderweitig kaum verwertbaren Holzab¬ fällen :nöglich.
Aus verschiedenen Fachpublikationen geht hervor, dass bis heute diverse Produkte als "Torfersatz" eingesetzt werden. Dies gilt beispielsweise für Kunststoffgranu- late, Reisspelzen, Rindenkompost, Kokosfasern, Sägemehl, Hobelspäne usw. Keines der bisher empfohlenen Produkte weist jedoch alle wesentlichen charakteristischen Eigenschaften von wenig zersetztem Hochmoortorf auf, nämlich tiefes pH, Nährstoff rmut, geringe mikrobiologi¬ sche Aktivität, Freiheit von Krankheitserregern, hoher Gehalt an wertvoller organischer Substanz, Adsorptions¬ vermögen und gute Abbauresistenz, wie dies bei der nach dem beschriebenen Verfahren produzierten Holzfaser der Fall ist.
Aus der EP-A-0 147 349 ist es bekannt, zur Herstellung von Kultursubstraten bestimmte Holzarten zu dämpfen und anschliessend zu defibrieren, und die Fasern ohne weitere Behandlung mit anderen Stoffen zu vermischen. Dieses Verfahren hat verschiedene Nachteile. Insbeson¬ dere verlangt es hohen Energieaufwand. Aenderungen der Faserstruktur sind nur sehr beschränkt möglich, der Produktionsgang ist kompliziert und verlangt hohe Investitionen und im Rahmen des Verfahrens ist weder eine Imprägnierung vorgesehen, noch möglich.
Keines dieser bekannten Verfahren ist technisch und wirtschaftlich zur Herstellung eines hochwertigen Torfersatzes geeignet. Das beschriebene Verfahren ermöglicht demgegenüber, praktisch beliebige Holzarten oder verholzte Materialien optimal sowohl in physikali¬ scher wie in chemischer Hinsicht zu präparieren und so einen vollwertigen Torfersatz herzustellen. Im Pro¬ duktionsgang findet ausserdem vorzugsweise eine durch die Erhitzung bedingte Vortrocknung statt, die durch eine angeschlossene Trocknungsanlage ergänzt werden kann.
Das erfindungsge ässe Verfahren geht aus dem Anspruch 1 hervor. Es hat sich aus verschiedenen Gründen als vor¬ teilhaft erwiesen, das Material in einer Thermoschnek- ken-presse, z.B. gemäss PCT/CH 83/00059, (im weiteren kurz TSP genannt) herzustellen. Hierbei wird eine opti¬ male physikalische Aufbereitung des Materials erzielt und gleichzeitig erfolgt die tiefgreifende Imprägnierung mit verschiedenen Zuschlagstoffen. Diese Hilfsstoffe, wie beispielsweise mineralischer Staub, erhöhen teils die Reibung zwischen dem oft glatten, feuchten Rohmate¬ rial und den Schnecken der TSP. und verbessern anderer- seits wenn sie in das Fasermaterial eingepresst oder inkorporiert werden, dessen physikalische, chemische bzw. biologische Eigenschaften auf lange Sicht, wobei es für den vorgesehenen Zweck optimal eingestellt werden kann. Auf die einzelnen Möglichkeiten wird später eingegangen.
Der Anspruch 9 betrifft die erfindungsgemässe Anlage und gibt an, welche Teile der Anlage vorzugsweise vorhanden sind, aber in beliebiger Kombination zum Einsatz kommen können. Mittelpunkt der Anlage ist wiederum die Doppel- schnecken-Aufbereitungsanlage TSP, der bestimmte Aggre¬ gate vor- und nachgeschaltet werden können, um das zu verarbeitende Material optimal vorzubereiten und nachzu- behandeln.
Die Anlage ist Standortunabhängig, insbesondere was den Aufschluss des Materials betrifft. Vor allem ist auch ein Einsatz in Entwicklungsländern oder überall dort, wo bis heute organische, faserige Stoffe durch Verbrennung vernichtet werden, möglich und sinnvoll.
Das Endprodukt kann vorzugsweise auf einen Feuchtig¬ keitsgehalt von 20 - 45% getrocknet werden. Die Art des Aufschliessens des Materials ermöglicht eine vorteil¬ hafte Vortrocknung, die durch eine Trockenvorrichtung, z. B. eine Bandtrockner oder Zyklon, ergänzt werden kann. Eine erfindungsgemässe Trockenvorrichtung ist im Anspruch 12 beschrieben. Vorzugsweise ist ein siloarti- ' ger Trockenraum vorgesehen, in welchen das Material von oben eintritt und unten ausgetragen wird. Eine derartige Trockenvorrichtung ist einfach im Aufbau und wirtschaft¬ lich im Betrieb, wie noch näher erläutert wird.
Die Erfindung betrifft auch eine besondere Anwendung des oben beschriebenen Verfahrens bzw. des hergestellten Torfersatzes gemäss Anspruch 15. Diese besondere Anwen¬ dung gestattet es, zu stark zersetzte, schwach struktu¬ rierte Torfarten, insbesondere Schwarztorf, deren Lagerung und Verwendung problematisch ist, entscheidend aufzuwerten, indem durch Zumischen des erfindungsgemäs- sen Fasermaterials zu diesen Torfen ein Produkt ent¬ steht, das üblichem Torf weitgehend entspricht. Das Gemisch aus Torf und Fasermaterial kann insbesondere in der oben beschriebenen Trockenvorrichtung getrocknet und dann wie normaler Torf verpackt, gepresst oder lose transportiert und gelagert werden.
Die Erfindung betrifft ferner einen Torfersatz gemäss Ansprüchen 16 bis 18.
Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemässen Anlage und einer Anzahl von Ausführungsvarianten näher erläutert. Die Zeichnung zeigt eine schematische Darstellung der Anlage.
Die dargestellte Anlage weist ein schematisch angedeute¬ tes Rohstofflager 1 auf, aus dem das Rohmaterial einer MisehVorrichtung 2 zugeführt werden kann. Hier können sowohl verschiedenartige Rohstoffe miteinander vermischt als auch Hilfsstoffe zugesetzt werden. Das Material gelangt sodann in eine Zuteil- und Dosiereinrichtung 4 wobei der Transport zwischen den Anlageteilen 1, 2 und 4 mittels eines Schaufelladers 3 erfolgt. Aus der Zuteil- und Dosiereinrichtung 4 gelangt das Material mittels eines Förderbandes oder dergleichen Transportvorrichtung in den Einfülltrichter 5 einer Thermoschneckenpresse TSP 6. Das Material wird in dieser TSP zwischen zwei ge¬ genläufig angetriebenen, mit geringem Spiel ineinander greifenden Schnecken zerquetscht und zerrieben und tritt in zerfasertem Zustand aus der Anlage aus. Es können auch mehr als zwei, insbesondere vier Schnecken vorhan- den sein .
Es sind nicht dargestellte, einstellbare Stauplatten oder eine andere entsprechende Vorrichtung angeordnet, welche den Durchlass zu regulieren gestatten und mittels welcher somit bestimmt werden kann, wie lange das Material in der TSP verbleibt und wie intensiv es demzufolge behandelt und aufgeschlossen wird, wobei die Erwärmung des Materials infolge der mechanischen Bearbeitung eine wesentliche Rolle spielt. Je nach Bedarf kann eine Heizung oder Kühlung vorgesehen sein, um die Erwärmung des Materials zu steuern.
Das austretende Material gelangt sodann auf ein Schwing¬ sieb 7, durch welches Materialteilchen der gewünschten Abmessungen durchtreten, während zu grobe Teile an den Eingang der TSP zurückgefördert werden, um zusätzlich aufgeschlossen und zerkleinert zu werden. Zu grobe Teile können allerdings auch direkt einer anderen geeigneten Verwertung zugeführt werden.
Das ausgesiebte Material wird sodann einer Schrapper- Kombination 8 zugeführt und gelangt dann zur Trockenvor¬ richtung 9. Das in die Trockenvorrichtung eintretende Material wird mittels eines Förderers 10 von oben in einen siloartigen Trockenraum 11 gefördert, wo es durch eine Verteilvorrichtung 12 gleichmässig an der Ober¬ fläche eines im Trockenraum befindlichen Materialstapels 13 verteilt wird. Dieser Materialstapel liegt auf einem luftdurchlässigen Boden und kann dort durch eine nicht näher dargestellte Austragvorrichtung ausgetragen werden. Die Trockenluft zirkuliert in einem geschlosse¬ nen Kreislauf und gelangt von der Oberseite des Trocken¬ raumes in einen mehrstufigen Kondensator 14. In diesem Kondensator befinden sich mehrere bezüglich des Luft¬ durchtrittes in Serie geschaltete und in Abstand von- einander angeordnete Kühlelemente, in welchen die durchtretende Luft abgekühlt und die darin befindliche Feuchtigkeit teilweise kondensiert wird. Die Anordnung mehrerer einzelner Kühlelemente bzw. Kondensatoren hat den Vorteil, dass diese Elemente in Durchtrittsrichtung der Luft nur relativ kurz auszuführen sind und daher verhältnismässig leicht gereinigt werden können. Es ist nämlich damit zu rechnen, dass bei der Trocknung des aufgeschlossenen Fasermaterials erheblich Staub mitge¬ führt wird, welcher in einem Filter 15 nicht vollständig aufgenommen werden kann. Die Kühlelemente bzw. Kondensa¬ toren 14 werden durch eine Wärmepumpe gekühlt, welche der Beheizung von Lufterhitzern 16 dient. Ein Ventilator 17 wälzt die Trockenluft um, wobei sie durch eine Leitung 18 in den Raum 19 unterhalb des Stapels 13 gelangt.
Die Anlage ist mit Messfühlern ausgerüstet, welche die Lufttemperatur unterhalb und über dem Materialstapel 13 erfassen. Ist die Differenz der gemessenen Temperaturen gering, was auf eine geringe Verdunstung im Material hinweist, wird die umgewälzte Luftmenge gedrosselt, während sie bei grosser Temperaturdifferenz erhöht wird, um so die Trockenwirkung dem Bedarf anzupassen. Im übrigen wird die in den Trockenraum eintretende Luft auf eine bestimmte Temperatur und relative Feuchtigkeit eingestellt, womit der Feuchtigkeitsgehalt in den untersten Schichten des Materials 13 bestimmt werden kann, wenn nur die Verweildauer des Materials in der Trockenanlage genügend lang ist. Wie erwähnt, kann diese Verweildauer zwischen 3 und 12 Stunden liegen.
Das auf einen Feuchtigkeitsgrad von 20 - 30% getrocknete Material gelangt sodann in eine weitere Dosiereinrich¬ tung 20, aus der es in eine Absackanlage 21 gelangt. Es kann ein weiterer Anlageteil 22 vorgesehen sein, in welchem Materialballen in Kunststoffolien verpackt werden, worauf diese Ballen in ein Lager 23 verbracht werden.
Nachdem die Anlage und damit in grossen Zügen das Verfahren zur Herstellung von Torfersatz beschrieben worden ist, soll auf Besonderheiten dieses Verfahrens eingetreten werden. Mehrjährige Versuche haben gezeigt, dass verschiedene Holzarten und Pflanzen als Rohmaterial verwendet werden können, insbesondere Holzschnitzel, Strauchschnitt und teils zusätzlich Abfälle aus der Papierindustrie. Aus chemisch und physikalisch unein¬ heitlichen Produkten, beispielsweise Holzschnitzeln verschiedener Körnung, kann durch eine gezielte Vorbe¬ handlung, insbesondere Bestimmung der Grosse der Par¬ tikel ein kontrolliertes, regelmässiges Produkt erzielt werden. Eine ideale Grosse der Schnitzel oder Späne weist beispielsweise eine Länge von 5 - 30 mm, eine Breite von 10 - 20 mm und eine Dicke von 5 - 10 mm auf. Die Struktur bzw. die Grosse und die mechanischen Eigenschaften der Partikel sind weitgehend massgebend für den Behandlungseffekt während des Produktionspro¬ zesses, wobei kurze Schnitzel im allgemeinen eine feinere, gleichbleibende Struktur des Endproduktes, längere Schnitzel dagegen teilweise auch langfaserige Produkte mit grobem Faseranteil ergeben. Die Material¬ sortierung kann durch Sieben zusätzlich auch durch gezieltes Zerkleinern erfolgen. Das Rohmaterial kann auch mit trockenen oder feuchten Zuschlagstoffen ver¬ mischt werden, welche rein mechanisch günstige Voraus¬ setzungen für den anschliessenden Aufschluss in der TSP schaffen, indem beispielsweise die Oberfläche angetrock¬ net und/oder aufgeraut wird. Es ist ferner möglich, das Rohmaterial vor dem Aufschliessen in der TSP zu erhitzen und zu sterilisieren. Vorzugsweise werden Fichtenholz, Tannenholz, Pappelholz, Reduzierspäne, Schälspäne, Späne aus Kappholz, entrindete Baumabschnitte, Strauchschnitt und teilweise saubere Papierschlämme als Rohmaterialien verwendet, wobei beim Fällen von Bäumen anfallende Reduzierspäne mit Vorteil eingesetzt werden können. Diese Reduzierspäne sowie Pappelholz weisen gegen den biologischen Abbau widerstandsfähige Fasern auf, was zur Herstellung von Torfersatz erwünscht ist.
Die chemischen und teils auch mechanischen Eigenschaften können beeinflusst werden durch Zumischen von verschie¬ denen Hilfsstoffen, insbesondere Gesteinsmehle, Tonmine¬ ralien, Haupt- und Spurennährstoffe, Holzkohle, Aktiv¬ kohle, Braun- und Steinkohle, Sand, Säuren, Laugen, Farbstoffe, pilzhemmende Mittel, Wachstumsfördernde Mit¬ tel, Netzmittel, Düngemittel, Pestizide, Stabilisatoren, Geruchshemmer, DuftStoffe, Spurenelemente, pH-Regler und dergleichen. Es können auch biologisch wirksame Stoffe beigemischt werden beispielsweise Bakterienkulturen, so¬ fern das Material anschliessend der Kompostierung zuge¬ führt werden soll. Ein besonders wichtiger Aspekt der Erfindung besteht nun darin, dass in der gewählten TSP nicht nur ein intensiver Zerfaserung des Ausgangsmate¬ rials erfolgt, sondern dass dieses Material bzw. die entstehenden Fasern oder Flocken in der TSP zwischen den beiden Schnecken intensiv geknetet, zerquetscht, erhitzt und mit den Hilfs- oder Zuschlagstoffen richtiggehend imprägniert oder geimpft werden. Es tritt also eine äusserst intensive Behandlung des Fasermaterials mit den Hilfsstoffen auf, was besonders günstige Voraussetzungen für die Weiterbehandlung und ein optimales Endprodukt ergibt. Das Endprodukt ist qualitativ beeinflussbar, weil eine intensive, dauerhafte Verbindung von Rohstof¬ fen mit Hilfsstoffen und Wirkstoffen erzielt wird. Düngeempfehlungen können weitgehend von der Torfkultur übernommen werden, d. h. die Voraussetzungen für die Erarbeitung von Rezepturen und Düngungsempfehlungen sind ähnlich denen von natürlichem Torf. Dementsprechend können die dort gewonnenen Erfahrungen weitgehend auf die nach vorliegendem Verfahren gewonnene Holzfaser übertragen werden, und zwar angepasst an den vorgesehe¬ nen Verwendungszweck mit genau dosierten Hilfsstoff- mengen und gleichmässiger maschineller Einarbeitung.
Wenn dies angebracht erscheint, lässt sich auch die Abbauresistenz und die Benetzbarkeit der Holzfaser durch spezifisch wirkende Zuschlagstoffe erhöhen bzw. regu¬ lieren. Aehnliches gilt für kapillares Saugvermögen und die wasserhaltende Kraft. Hier kommen als Zuschlagstoffe u. a. verschiedene Tonminerale, fein vermahlene Ge¬ steinsmehle, Perlit, Vermikulit usw. in Betracht.
Ferner sind folgende Massnahmen möglich:
Einstellung des gewünschten Wassergehaltes, der Faser¬ struktur, der Kapillarität und des Wasserhaltevermögen.
Herstellen von Mischungen vor oder nach dem Aufschluss,
Beeinflussung der Abbauresistenz durch Zusatz von natürlichen oder chemischen Produkten (Pestizide, Fungizide usw.) .
Die Beschaffenheit des Endproduktes, d. h. des Auf¬ schlusses des Rohmaterials und dessen Imprägnierung oder Beimpfung mit Hilfsstoffen, ist abhängig vom Wasser¬ gehalt der Rohstoffe. Es hat sich gezeigt, dass ein Wassergehalt zwischen 45 und 60% bei einer möglichst rauhen, griffigen Oberfläche optimale Ergebnisse erzie¬ len lässt. Man kann schon beim Einkauf auf entsprechen¬ des Material achten, kann das Material aber auch vor¬ trocknen, um die Oberfläche griffiger zu gestalten, oder aber es können die Reibung erhöhende Zuschlagstoffe wie Mineralstaub, Braun- oder Steinkohle, Gries, Granulat und dergleichen beigemengt werden.
Der Grad des Aufschlusses kann eingestellt werden durch die Verbleibzeit des Materials in der TSP bzw. den Einsatz zusätzlicher Schneckenpaare, wodurch ein besse¬ rer Aufschluss und eine grössere Erhitzung erzielt wird.
Strukturkorrekturen können auch durch Aussieben erzielt werden. Das Material kann auch vor dem Aufschluss sterilisiert werden, doch ist es im allgemeinen möglich, durch die Erwärmung in der TSP schon eine partielle Sterilisation zu erzielen. Die Erwärmung kann auf über 100 C erfolgen. Diese Erhitzung des aufgeschlossenen Produktes trägt u.a. zu der nachfolgend erwünschten Entwässerung desselben bei, wobei das Material auf dem Schwingsieb 7 sich abkühlen und ausdampfen kann. Das Ausdampfen kann intensiviert werden durch Belüftung mittels Ventilatoren, längere Transportbänder bzw. grosse Fallhöhen und dergleichen.
In der Praxis hat sich eine Präparierung der Holzfasern mit Weiss- und Schwarztorf, Braunkohle, Aktivkohle, Holzkohle und dergleichen Stoffen besonders bewährt. Das erfindungsgemässe Imprägnieren des Materials mit diesen Produkten pflanzlichen Ursprungs führt zu typisch torf hnlichen Eigenschaften. Der Einsatz von vorzugswei¬ se tertiärer Braunkohle oder weicherdiger junger Braun¬ kohle wirkt sich für das Pflanzenwachstum positiv aus. Nach der Anwendung bilden sich im Boden hochwertige Dauerhumusformen.
Durch Zusatz von besonderen Farbstoffen lässt sich die Holzfaser während des Produktionsgangs so einfärben, dass sie sich usserlich kaum mehr vom natürlichen Torf unterscheidet. Zur Erhöhung der Kapillarität bzw. Wasserhaltefähigkeit kann saugfähiges Material, beispielsweise Zellulosefa¬ sern, Altpapier, Baumwolle, Ton oder Lehm und derglei¬ chen vor oder nach dem Aufschliessen zugesetzt werden.
Bei der Herstellung von Kompost kann die dargestellte Anlage ebenfalls mit grossem Vorteil eingesetzt werden. Man wird in diesem FAlle von etwas anderen Rohstoffen ausgehen, insbesondere Grünmasse, d. h. Baum- und Strauchschnitt, Garten- und Friedhofsabraum, Gras- und Rasenschnitt, Blätterwerk und eventuell auch organischen Küchenabfälle. Es kann aber durchaus auch ein Anteil stärker verholzter Rohstoffe verwendet werden. Es zeigt sich auch bei dieser Anwendung, dass die Aufbereitung in der erwähnten TSP von grossem Vorteil ist. Die entste¬ hende, für den biologischen Abbau verfügbare Oberfläche ist nach dem Aufschluss wesentlich grösser als bei üblichen Vorbehandlungen, wie beispielsweise Schreddern. Von grosser Bedeutung ist jedoch auch die oben eingehend dargelegte Möglichkeit, während des Aufschlusses in der TSP die organischen Rohstoffe äusserst intensiv und gleichmässig mit Hilfsstoffen zu imprägnieren oder zu beimpfen. Es kann beispielsweise eine Impfung mit Bakterien erfolgen und/oder eine Imprägnierung mit Düngern oder allgemein stickstoffhaltigen Stoffen oder Eiweissstoffen, um die Verrottung zu beschleunigen. Die Verrottung des aufgeschlossenen Materials erfolgt optimal bei einer Feuchtigkeit von 45 - 55%. Diese Feuchtigkeit kann schon erreicht werden durch einfaches Ausdampfen des Materials nach dem Verlassen der TSP, aber die Trocknungsvorrichtung 9 kann ebenfalls einge¬ setzt werden, um das Material auf den optimalen Feuch¬ tigkeitsgehalt für eine Mietenko postierung zu bringen. Nach erfolgter Verrottung kann der Kompost mittels der Trocknungsanlage 9 auch vorteilhaft getrocknet und in Säcke verpackt werden. Dabei können auch Mischprodukte hergestellt werden, indem z. B. erfindungsgemäss herge¬ stellter Torfersatz mit Kompost vermischt, getrocknet und verpackt wird.
Hilfs- und Zuschlagstoffe können grundsätzlich an beliebiger geeigneter Stelle der Anlage, vor oder nach der TSP, z. B. auch direkt mit dem aufzuschliessenden Material laufend am Eintritt der TSP zugeführt bzw. zugemischt werden. Bestimmte Zuschlagstoffe, z. B. Kompost können vor oder nach dem Schwingsieb 7 zugesetzt werden.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung von Torfersatz aus organi¬ scher Substanz, insbesondere verholztem Material, dadurch gekennzeichnet, dass dieses Material in einer Aufbereitungsanlage (6) unter hohem Druck und vorzugs¬ weise Erhitzung zerquetscht, aufgefasert, verrieben und physikalisch aufgeschlossen wird, wobei gleichzeitig eine Imprägnierung mit Hilfsstoffen erfolgt, die dem Produkt torf hnliche Eigenschaften und auch ohne Kom¬ postierung gute pflanzenbauliche Eignung verleiht.
2. Verfahren zur Herstellung von Torfersatz aus organi¬ scher Substanz, dadurch gekennzeichnet, dass das Mate¬ rial bereits vor der Verarbeitung mit Wirk- und Hilfs¬ stoffen wie Düngemitteln, Schädlingsbekämpfungsmitteln z.B. Fungizide, Netzmitteln, Farbstoffen, Stabilisato¬ ren, Geruchshemmern, Duftstoffen, Torf, Kohle z.B. Holz¬ kohle, Brennkohle oder Aktivkohle, organischen bzw. mi¬ neralischen Mehlen, Bakterienpräparaten oder pH-regulie- renden Stoffen gemischt und anschliessend zerquetscht, aufgefasert, imprägniert und wenn nötig auch zusätzlich erhitzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeich¬ net, dass die Wirkstoffe vor der Verarbeitung mit puffe- rungsfähigen Substanzen z.B. Tonminerale, vorgemischt und nach einer bestimmten Einwirkzeit dem faserhaltigen Material, vorzugsweise Holzschnitzel, vor, während oder nach der Zuführung zur AufSchlussmaschine beigemischt werden
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dauer bzw. die Intensität des Aufschliessvorgangs und die damit verbundene Erhitzung des Materials der Weiterverarbeitung und dem Verwen- dungszweck angepasst wird, wobei zur Herstellung von sterilem Torfersatz Temperaturen von 60 - 120 C, vorzugsweise über 100 C zwecks Sterilisation und Vortrocknung des Materials gewählt werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Nacherhitzung (Sterilisation) nach dem Austritt des Materials aus der AufSchlussmaschine erfolgt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Material nach dem Austritt aus der AufSchlussmaschine bzw. der Nacherhitzung (Sterili¬ sation) auf ein Schwingsieb oder in einem Zyklon zwecks Siebung und Ausdampfen (Vortrocknen) gebracht wird, wo¬ bei zusätzlich ein Gebläse zur raschen Wegführung von Wasserdampf eingesetzt werden kann.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Material vor dem Aufschliessen zur Begrenzung der Faserlänge zerkleinert und/oder sortiert wird und/oder auf eine Feuchtigkeit von vor¬ zugsweise 45 - 60% gebracht wird, und/oder dass das aufgeschlossene Material auf eine Feuchtigkeit von 20 - 45% getrocknet wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die aus der AufSchlussmaschine austretenden Materialien mit anderen Produkten vermischt und anschliessend der direkten Verwertung oder aber einer Trocknungsanläge zugeführt werden.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erhöhung der Kapillarität bzw. Wasserhaltefähigkeit sauberes, saugfähiges Material, beispielsweise Ton, Zellulosefasern, Altpapier, Baum¬ wolle und dergleichen vor oder nach dem Aufschliessen zugesetzt wird.
10. Anlage zur Durchführung der Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine vorzugsweise Thermo- Schneckenpresse (TSP) (6), die mit einem oder mehreren der folgenden Anlageteile kombiniert ist:
a) eine vorgeschaltete Misch- und Dosierstation ( 2 ) zur Zugabe von Hilfsstoffen zum organischen Material,
b) eine vorgeschaltete Vortrocknungs-, Sortier- und/oder Zerkleinerungsvorrichtung zur Bestimmung der Abmessungen der aufzuschliessenden Materialstücke,
c) (9) eine nachgeschaltete Vorrichtung zur Nacher¬ hitzung bzw. Sterilisation des aufgeschlossenen Mate¬ rials,
d) eine nachgeschaltete Sortier- und Ausdampfungsvor- richtung (Vortrocknen) z.. B. ein Schwingsieb (Sieben) oder Zyklon zur Ausscheidung zu grober Materialstücke und zur Rückführung derselben zur TSP oder anderweiti¬ gen Verwendung,
e) eine nachgeschaltete Trockenvorrichtung (9) zum Trocknen des aufgeschlossenen Materials auf einen bestimmten Feuchtigkeitsgehalt.
11. Anlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die TSP (6) regelbare Stauplatten oder Schieber zur Wahl der Verweilzeit des Materials aufweist, wobei am Eintritt der TSP Mittel, z. B. ein Niveaufühler zur Regelung der Materialzufuhr vorgesehen sein können.
12. Trocknungsvorrichtung, insbesondere zum Trocknen von Fasermaterial oder Gemischen, gekennzeichnet durch einen geschlossenen Kreis von Trockenluft in dem sich ein Wärmetauscher (14), der durch eine Wärmepumpe gekühlt ist, um der Luft Feuchtigkeit zu entziehen und ein Erhitzer (16), der durch die Wärmepumpe erhitzt wird, befindet und durch Mittel zur Regelung der Luftfeuchtig¬ keit und -temperatur am Eintritt (19) eines Trockenraums (11) durch welchen das Material (13) im Gegenstrom zur Luft durchgeführt wird.
13. Trockenvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass ein siloartiger Trockenraum (11) vorge¬ sehen ist, in welchen das Material von oben eintritt und unten ausgetragen wird.
14. Trockenvorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (14) mehrere hintereinandergeschaltete Kühler aufweist.
15. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2 zur Veredlung von schwach strukturiertem Torf, insbesondere Schwarztorf, dadurch gekennzeichnet, dass der Torf vor oder nach dem Aufschliessen mit dem Fasermaterial vermischt und anschliessend, vorzugsweise in der Vor¬ richtung nach Ansprüchen 12 bis 14, getrocknet werden kann.
16. Torfersatz bestehend aus tinter Druck durch Quet¬ schung aufgeschlossenem, faserigen Holz oder verholztem, vorzugweise sterilem Material, dessen Fasern vorzugs¬ weise eine Länge von 5 bis 30 mm aufweisen.
17. Torfersatz nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Material mit Wirkstoffen imprägniert ist, wobei einer oder mehrere der folgenden Wirkstoffe verwendet sein können: Düngemittel, Netzmittel,' Farbstoffe, Schäd¬ lingsbekämpfungsmittel aller Art, z.B. Fungizide, Sta- bilisatoren, Geruchshemmer, Duftstoffe, Torf, Holzkohle, Aktivkohle, Braun- und Steinkohle, Mehle aller Art und dergleichen.
18. Torfersatz nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass als Rohstoff durch Bakterien oder Pilze bzw. durch andere Einflüsse schwer zersetzbare aber pflanzenverträgliche Holzfasern vorhanden sind, so z. B. von Pappelholz, Reduzierspänen, Tropenhölzern.
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